JP4325713B2 - Load driving device and load driving method - Google Patents
Load driving device and load driving method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4325713B2 JP4325713B2 JP2007226171A JP2007226171A JP4325713B2 JP 4325713 B2 JP4325713 B2 JP 4325713B2 JP 2007226171 A JP2007226171 A JP 2007226171A JP 2007226171 A JP2007226171 A JP 2007226171A JP 4325713 B2 JP4325713 B2 JP 4325713B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pwm signal
- output
- load
- standard
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
本発明は、電源に接続された複数の負荷を、PWM(Pulse Width Modulation)制御方式により夫々独立して駆動する負荷駆動装置及び負荷駆動方法に関する。 The present invention relates to a load driving apparatus and a load driving method for independently driving a plurality of loads connected to a power source by a PWM (Pulse Width Modulation) control method.
例えば2つのモータなどの負荷に、夫々独立したPWM信号を与えて駆動する場合、負荷への通電期間に重複が生じると電源電流の高周波リップルが大きくなる。斯様な問題を解決する技術として、例えば、特許文献1や2などに開示されているように、2つの負荷の通電期間が互いに重複することがないように、2つのPWM信号が逆相の関係となるように出力するものがある。
しかしながら、上記のような従来技術によって電源電流のリップルを抑制できるのは、PWM信号のデューティ比が50%の場合だけであり、例えば、電源電圧が12Vであるとすると、夫々の負荷には、その1/2である6Vの電圧しか印加することができない。従って、負荷の駆動制御範囲が限定されてしまうという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、電源電流のリップルを抑制しつつ、PWM信号による負荷の駆動制御範囲を拡張することができる負荷駆動装置及び負荷駆動方法を提供することにある。
However, it is only when the duty ratio of the PWM signal is 50% that the ripple of the power supply current can be suppressed by the conventional technology as described above. For example, if the power supply voltage is 12V, Only a voltage of 6V, which is 1/2 of that, can be applied. Therefore, there is a problem that the drive control range of the load is limited.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a load driving device and a load driving method capable of extending a drive control range of a load by a PWM signal while suppressing ripples in a power supply current. It is to provide.
請求項1記載の負荷駆動装置によれば、制御手段は、複数の負荷を駆動する際に使用するPWM信号の標準デューティ比を、負荷の数をnとすると(100/n)%に設定する。そして、制御手段は、負荷の駆動指令の電圧レベルが標準デューティ比に相当する場合は、複数の負荷に対して、標準デューティ比のPWM信号を各負荷の通電期間が重複しない位相によって出力する(標準PWM信号)とともに、1の負荷に出力される標準PWM信号の通電期間からの立ち下がりの際に、他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、1の負荷に出力される標準PWM信号が他の負荷に出力される標準PWM信号よりずらして出力する。また、制御手段は、駆動指令の電圧レベルが標準未満レベルの場合は連続的な非通電期間と標準PWM信号とを、標準超レベルの場合は連続的な通電期間と標準PWM信号とを、駆動指令の電圧レベルに応じた比で切り替えて出力する。すなわち標準デューティ比未満(標準未満レベル)に相当する場合は、制御手段は、1の負荷に出力される標準PWM信号の通電期間からの立ち下がりの際に、他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、1の負荷に出力される標準PWM信号が他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、かつ、1の負荷に出力される標準PWM信号の通電期間からの立ち下がりの際に、他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、1の負荷に出力される連続的な非通電期間が他の負荷に出力される連続的な非通電期間よりずれるように出力する。また、標準デューティ比を超えるもの(標準超レベル)に相当する場合は、制御手段は、1の負荷に出力される標準PWM信号の通電期間からの立ち下がりの際に、他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、1の負荷に出力される標準PWM信号が他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、かつ、1の負荷に出力される標準PWM信号の通電期間からの立ち上がりの際に、他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち下がるように、1の負荷に出力される連続的な通電期間が他の負荷に出力される連続的な通電期間よりもずれるように出力する。尚、「連続的な通電期間」または「連続的な非通電期間」とは、標準PWM信号のオンオフ期間を超える長さで継続する非通電または通電期間を意味する。 According to the load driving device of the first aspect, the control means sets the standard duty ratio of the PWM signal used when driving a plurality of loads to (100 / n)% where n is the number of loads. . When the voltage level of the drive command for the load corresponds to the standard duty ratio, the control means outputs a PWM signal having the standard duty ratio to a plurality of loads with a phase in which the energization periods of the loads do not overlap ( Standard PWM signal output to one load so that the standard PWM signal applied to another load rises at the fall from the energization period of the standard PWM signal output to one load together with the standard PWM signal) The signal is shifted from the standard PWM signal output to other loads . The control means drives a continuous non-energization period and a standard PWM signal when the voltage level of the drive command is less than a standard level , and drives a continuous energization period and a standard PWM signal when the voltage level is less than the standard level. The output is switched at a ratio according to the command voltage level. That is, when it corresponds to less than the standard duty ratio (substandard level), the control means applies the standard PWM signal to be applied to another load when the standard PWM signal output to one load falls from the energization period. So that the standard PWM signal output to one load is shifted from the standard PWM signal output to another load, and the standard PWM signal output to one load is In order that the standard PWM signal applied to the other load rises at the time of falling, the continuous non-energization period output to one load is shifted from the continuous non-energization period output to the other load. Output. In addition, when it corresponds to a value exceeding the standard duty ratio (standard super-level), the control means applies to other loads at the fall of the standard PWM signal output to one load from the energization period. The standard PWM signal output to one load is shifted from the standard PWM signal output to another load so that the standard PWM signal rises, and the energization period of the standard PWM signal output to one load is The continuous energization period output to one load deviates from the continuous energization period output to another load so that the standard PWM signal applied to another load falls at the time of rising from Output as follows. The “continuous energization period” or “continuous non-energization period” means a non-energization or energization period that lasts longer than the on / off period of the standard PWM signal.
即ち、標準PWM信号を出力している期間に負荷に印加される電圧は電源電圧の1/nとなるので、その期間に、負荷に連続的に通電しない期間を加えれば、印加電圧の合計は電源電圧の1/nよりも小さくなり、逆に、負荷に連続的に通電する期間を加えれば、印加電圧の合計は電源電圧の1/nよりも大きくなる。そして、標準PWM信号を出力する場合、各負荷の通電期間が重複しないので電源の電流リップルは抑制され、連続的な非通電期間及び通電期間も、電流リップルは発生しない。従って、電流リップルの発生を抑制しつつ、負荷の印加電圧範囲をより拡げてPWM制御を行うことができる。また、制御手段が、標準デューティ比を(100/n)%に設定したため、この場合の標準デューティ比は負荷数で等分された比となるので、標準PWM信号の出力期間に、各負荷の通電期間が均一に配置されるようになり、電流リップルの発生を抑制しながら、当該期間における負荷の出力を最大にすることができる。 That is, the voltage applied to the load during the period of outputting the standard PWM signal is 1 / n of the power supply voltage. Therefore, if the period during which the load is not continuously energized is added to that period, the total applied voltage is If the period during which the load is continuously energized is added, the total applied voltage becomes larger than 1 / n of the power supply voltage. And when outputting a standard PWM signal, since the energization periods of the respective loads do not overlap, the current ripple of the power source is suppressed, and no current ripple occurs during the continuous non-energization period and energization period. Therefore, it is possible to perform PWM control by further expanding the applied voltage range of the load while suppressing the occurrence of current ripple. In addition, since the control means sets the standard duty ratio to (100 / n)%, the standard duty ratio in this case is a ratio equally divided by the number of loads. Therefore, during the output period of the standard PWM signal, The energization period is arranged uniformly, and the load output during the period can be maximized while suppressing the occurrence of current ripple.
請求項2記載の負荷駆動装置によれば、制御手段は、標準デューティ比を(100/m)%に設定した場合(m=n)、電源電圧をV(B),駆動指令の出力レベルをV(IN),標準PWM信号の出力期間をt1,連続的な非通電期間をt2,連続的な通電期間をt3とすると、負荷の駆動指令の出力レベルが標準未満レベルの場合は、
V(IN)=t1/(t1+t2)×V(B)/m
となるように期間t1,t2の比を設定し、負荷の駆動指令の出力レベルが標準超レベルの場合は、
V(IN)=(t1/m+t3)/(t1+t3)×V(B)
となるように期間t1,t3の比を設定する。
即ち、制御周期を(t1+t2),又は(t1+t3)として定め、請求項1で説明した原理に基づき上記各式との連立方程式を解けば、期間t1,t2の比又は期間t1,t3の比を設定することができる。
According to the load driving device of
V (IN) = t1 / (t1 + t2) × V (B) / m
When the ratio of the periods t1 and t2 is set so that the output level of the load drive command is higher than the standard level,
V (IN) = (t1 / m + t3) / (t1 + t3) × V (B)
The ratio of the periods t1 and t3 is set so that
That is, if the control cycle is defined as (t1 + t2) or (t1 + t3) and the simultaneous equations with the above equations are solved based on the principle described in
請求項3記載の負荷駆動装置によれば、期間t1,t2の比に応じて、制御周期(t1+t2)内で標準PWM信号の出力期間と連続的な非通電期間とを所定のパターンで交互に繰り返す。また、期間t1,t3の比に応じて、制御周期(t1+t3)内で標準PWM信号の出力期間と連続的な通電期間とを所定のパターンで交互に繰り返す。斯様に構成した場合も、請求項2と同様の効果が得られる。 According to the load driving device of the third aspect, the output period of the standard PWM signal and the continuous non-energization period are alternately arranged in a predetermined pattern within the control cycle (t1 + t2) according to the ratio of the periods t1 and t2. repeat. Further, the output period of the standard PWM signal and the continuous energization period are alternately repeated in a predetermined pattern within the control cycle (t1 + t3) according to the ratio of the periods t1 and t3. Even in such a configuration, the same effect as in the second aspect can be obtained.
請求項4記載の負荷駆動装置によれば、期間t1,t2の比に応じて、制御周期(t1+t2)内で標準PWM信号の出力期間と連続的な非通電期間とをランダムに分散させる。また、期間t1,t3の比に応じて、制御周期(t1+t3)内で標準PWM信号の出力期間と連続的な通電期間とをランダムに分散させる。したがって、標準PWM信号の出力期間と、連続的な非通電期間又は通電期間との出力状態について現れる周期性を緩和することができ、ノイズの発生レベルを抑制することができる。 According to the load driving device of the fourth aspect, the output period of the standard PWM signal and the continuous non-energization period are randomly distributed within the control cycle (t1 + t2) according to the ratio of the periods t1 and t2. Further, the output period of the standard PWM signal and the continuous energization period are randomly distributed within the control cycle (t1 + t3) according to the ratio of the periods t1 and t3. Therefore, the periodicity that appears in the output state between the output period of the standard PWM signal and the continuous non-energization period or the energization period can be relaxed, and the noise generation level can be suppressed.
請求項5記載の負荷駆動装置によれば、制御手段は、駆動指令に応じて複数の負荷に対する信号出力パターンを決定すると、標準PWM信号の出力期間を、「0」から決定した期間まで徐々に長くするようにスタートアップ制御を行う。即ち、請求項1〜3のようにして決定した信号出力パターンによって直ちに負荷に通電を行うと、突入電流が大きくなることが想定される。従って、上記のようにスタートアップ制御を行えば、通電電流を徐々に増加させて突入電流を緩和することができる。
According to the load driving device of the fifth aspect , when the control means determines the signal output pattern for the plurality of loads according to the drive command, the output period of the standard PWM signal is gradually increased from “0” to the determined period. Start-up control is performed to make it longer. That is, it is assumed that the inrush current increases when the load is energized immediately with the signal output pattern determined as in
請求項6記載の負荷駆動装置によれば、制御手段は、連続的な非通電期間と標準PWM信号の出力期間との和で決まる信号出力周期,又は連続的な通電期間と標準PWM信号の出力期間との和で決まる信号出力周期をランダムに変動させて、それらの所定期間内での平均が駆動指令に応じた出力レベルとなるように制御する。
即ち、駆動指令の出力レベルが標準未満レベルの場合,又は標準超レベルの場合に、決定された信号出力パターンを繰り返すと、その周期性に応じて振動や騒音が発生することも想定される。従って、信号出力周期をランダムに変動させれば、出力パターンの周期性を極力低下させて振動や騒音の発生を抑制することができる。
According to the load driving device of
That is, if the determined signal output pattern is repeated when the output level of the drive command is less than the standard level or the level exceeding the standard level, vibration and noise may be generated according to the periodicity. Therefore, if the signal output cycle is changed randomly, the periodicity of the output pattern can be reduced as much as possible to suppress the occurrence of vibration and noise.
請求項7記載の負荷駆動装置によれば、制御手段は、標準PWM信号を台形波状として、波形の立上り期間と立下がり期間とが重複しない位相で出力する。即ち、PWM信号を台形波状にすると信号波形の立上り,立下りが緩やかになるため、ノイズの発生を抑制することができる。それに加えて、立上り期間と立下がり期間とが重複しない位相で標準PWM信号を出力すれば、通電電流が変動する期間の重複も回避できるので、台形波状のPWM信号を採用した場合のリップルの発生を抑制することができる。 According to the load driving device of the seventh aspect , the control means outputs the standard PWM signal as a trapezoidal wave with a phase in which the rising period and the falling period of the waveform do not overlap. In other words, when the PWM signal is trapezoidal, the rise and fall of the signal waveform becomes gradual, so that the generation of noise can be suppressed. In addition, if the standard PWM signal is output in a phase where the rising and falling periods do not overlap, it is possible to avoid overlapping of the periods when the energization current fluctuates, so ripples occur when trapezoidal PWM signals are used. Can be suppressed.
(第1実施例)
以下、本発明を、車両用エンジンのラジエータ及びエアコンディショナのコンデンサを冷却する冷却ファンを駆動する装置に適用した場合の第1実施例について、図1乃至図5を参照して説明する。車両のバッテリ(電源)1とグランドとの間には、モータ(負荷)2A及びNチャネルMOSFET3A(Tr1,スイッチング素子),モータ2B及びNチャネルMOSFET3B(Tr2)の直列回路が並列接続されている。FET3A,3Bのドレインは、順方向のダイオード4A,4B及びπ型フィルタ5を介してバッテリ1に接続されている。
ダイオード4A,4Bは、FET3A,3Bがオンからオフに切替わった場合に流れる遅れ電流をバッテリ1側に回生させるものである。また、コンデンサ6,7とコイル8とで構成されるπ型フィルタ5は、回生電流を吸収して電源を平滑させるものである。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is applied to an apparatus for driving a cooling fan for cooling a radiator of a vehicle engine and a condenser of an air conditioner will be described below with reference to FIGS. A series circuit of a motor (load) 2A and an N-
The
演算回路(制御手段)9が出力するPWM制御信号は、駆動回路10A,10Bを介してFET3A,3Bのゲートに出力される。FET3がオンすると、バッテリ1からモータ2,FET3,グランドの経路で電流が流れてモータ2が通電される。そして、FET3がオフすると、遅れ電流がダイオード4及びπ型フィルタ5を介してバッテリ1側に回生される。この時回生電流は、π型フィルタ5のコンデンサ6によって平滑される。逆側のコンデンサ7は、バッテリ1の電源平滑用である。
The PWM control signal output from the arithmetic circuit (control means) 9 is output to the gates of the
入力回路11は、図示しない冷却ファン−モータ2の駆動指令を出力するECU(Electronic Control Unit)であり、演算回路9に対して、上記駆動指令を比較的低速のPWM信号によって出力する。演算回路9は、上記PWM信号のデューティ比に応じた指令電圧V(IN)を生成するように変換する(DUTY/V変換)と、その指令電圧V(IN)とバッテリ1の電源電圧V(B)とを比較して、FET3A,3Bに駆動信号を出力する。
The
演算回路9により出力される駆動信号は、詳細は後述するが、指令電圧V(IN)のレベルに応じて、デューティ比50%で互いに逆相の関係となるPWM信号(これを、標準PWM信号と称す)と、連続的な非通電期間(連続OFF期間),連続的な通電期間(連続ON期間)とを組み合わせたものとなる。
以上において、バッテリ1,モータ2,入力回路11を除いたものが、負荷駆動装置30を構成している。
As will be described in detail later, the drive signal output by the
In the above, what remove | excluded the
次に、本実施例の作用について図2乃至図5も参照して説明する。図2は、演算回路9が指令電圧V(IN)のレベルに応じて出力する駆動信号の形態を示すものである。尚、バッテリ1の電源電圧V(B)が12Vである場合、入力回路11によって出力される駆動指令(入力信号の)デューティ比と、変換される指令電圧V(IN)との関係は、図3に示す通り直線となっている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the form of the drive signal that the
演算回路9は、指令電圧V(IN)と、バッテリ1の電源電圧V(B)の1/2となる電圧V(B)/2とを比較する。そして、V(IN)=V(B)/2の場合は、標準PWM信号を出力する。すると、電源電圧V(B)=12Vに対して、各モータ2A,2Bの印加電圧は、夫々6Vとなる。
The
また、V(IN)<V(B)/2(標準未満レベル)の場合は、標準PWM信号と、連続OFF期間との組み合わせを出力する。夫々の出力期間をt1,t2とすると、両者の時間比を、一定に定められる制御周期(t1+t2)と(1)式とに基づいて定める。
V(IN)=t1/(t1+t2)×V(B)/2 …(1)
即ち、標準PWM信号が出力される期間t1の印加電圧はV(B)/2となるから、制御周期(t1+t2)に対する期間t1の比に、V(B)/2を乗じたものが指令電圧V(IN)に相当するように調整する。例えば、V(IN)=V(B)/4(通常のPWM制御では、デューティ比25%に相当)の場合は、t1=t2に設定すれば良い。
When V (IN) <V (B) / 2 (substandard level), a combination of a standard PWM signal and a continuous OFF period is output. Assuming that the respective output periods are t1 and t2, the time ratio between the two is determined based on a constant control cycle (t1 + t2) and equation (1).
V (IN) = t1 / (t1 + t2) × V (B) / 2 (1)
That is, since the applied voltage in the period t1 during which the standard PWM signal is output is V (B) / 2, the command voltage is obtained by multiplying the ratio of the period t1 to the control period (t1 + t2) by V (B) / 2. Adjustment is made so as to correspond to V (IN). For example, when V (IN) = V (B) / 4 (corresponding to a duty ratio of 25% in normal PWM control), t1 = t2 may be set.
また、V(IN)>V(B)/2(標準超レベル)の場合は、標準PWM信号と、連続ON期間との組み合わせを出力する。夫々の出力期間をt1,t3とすると、両者の時間比を、一定に定められる制御周期(t1+t3)と(2)式とに基づいて定める。
V(IN)=(t1/2+t3)/(t1+t3)×V(B) …(2)
即ち、期間t3の印加電圧はV(B)となるから、(1)式のt2をt3に,V(B)/2をV(B)に置き換えた、
t3/(t1+t3)×V(B)
を加えたものが、(2)式となる。例えば、V(IN)=V(B)×3/4(デューティ比75%に相当)の場合は、t1=t3に設定すれば良い。以上の原理に従い、演算回路9は駆動信号を生成する。
When V (IN)> V (B) / 2 (standard super level), a combination of a standard PWM signal and a continuous ON period is output. Assuming that the respective output periods are t1 and t3, the time ratio between the two is determined based on a constant control cycle (t1 + t3) and equation (2).
V (IN) = (t1 / 2 + t3) / (t1 + t3) × V (B) (2)
That is, since the applied voltage in the period t3 is V (B), t2 in the equation (1) is replaced with t3, and V (B) / 2 is replaced with V (B).
t3 / (t1 + t3) × V (B)
(2) is added. For example, when V (IN) = V (B) × 3/4 (corresponding to a duty ratio of 75%), t1 = t3 may be set. In accordance with the above principle, the
次に、演算回路9が、上記形態の駆動信号を生成出力する方式について図4及び図5を参照して説明する。図4は、演算回路9の処理内容を示すブロック図であり、図5は、同じ処理内容をフローチャートにより示すものである。図4において、演算回路9は、PWM信号生成部12において、キャリア周波数20kHzでデューティ比50%のPWM信号を生成し、バッファ13及び14を介して駆動回路11Aに出力すると共に、反転バッファ(NOTゲート)15及びバッファ16を介して駆動回路11Bに出力する。
Next, a method in which the
そして、制御用電源VCCとグランドとの間には、NチャネルMOSFET17及び18の直列回路と、NチャネルMOSFET19及び20の直列回路とが接続されており、夫々の共通接続点は、バッファ14,16の入力端子に接続されている。ゲート信号生成部21は、図5のフローチャートに従い演算処理を行い、FET17〜20の各ゲートにゲート信号を出力する。即ち、FET17〜20が何れもOFFであれば、バッファ13,15より出力されるPWM信号がそのまま出力され、グランド側のFET18,20だけがONすると、ロウレベル信号が出力され続ける。また、電源側のFET17,19だけがONすると、ハイレベル信号が出力され続ける。
A series circuit of N-
次に、図5に沿って説明する。前提条件として、制御周期:t1+t2=t1+t3=20msとする。先ず、入力回路11より出力される駆動指令をDUTY/V変換すると(ステップS0,DUTY/V変換部22)、指令電圧V(IN)と電圧V(B)/2とを比較し(ステップS1,比較部23)、(1)V(IN)<V(B)/2,(2)V(IN)=V(B)/2,(3)V(IN)>V(B)/2の各ケースに応じて処理が分岐する(ステップS2)。(1)の標準未満レベルの場合は、制御周期条件と(1)式に基づいて、(3)式によりt2を演算する(ステップS3)。
t2=20ms−40ms×V(IN)/V(B) …(3)
また、t1=20ms−t2であり、t3=0である。
Next, a description will be given with reference to FIG. As a precondition, the control cycle is t1 + t2 = t1 + t3 = 20 ms. First, when the drive command output from the
t2 = 20 ms−40 ms × V (IN) / V (B) (3)
Further, t1 = 20 ms-t2 and t3 = 0.
(2)の標準レベルの場合は、標準PWM信号を出力するだけであるから、t2=t3=0である(ステップS4)。また、(3)の標準超レベルの場合は、制御周期条件と(2)式に基づいて、(4)式によりt3を演算する(ステップS5)。
t3=−20ms+40ms×V(IN)/V(B) …(4)
また、t1=20ms−t3であり、t2=0である。
尚、ステップS3〜S5の処理は、図4では演算部24に対応するものである。
In the case of the standard level (2), since only the standard PWM signal is output, t2 = t3 = 0 (step S4). Further, in the case of the standard super level of (3), t3 is calculated by equation (4) based on the control cycle condition and equation (2) (step S5).
t3 = −20 ms + 40 ms × V (IN) / V (B) (4)
Also, t1 = 20 ms-t3 and t2 = 0.
In addition, the process of step S3-S5 respond | corresponds to the calculating
ステップS3の実行後は、ステップS6に移行し、グランド側のFET18,20に対してゲート信号V1,V2を出力する。尚、PWM制御周期は50μsであるから、正相側のゲート信号V1をハイレベルにしてから25μs後に、逆相側のゲート信号V2をハイレベルにする。
After execution of step S3, the process proceeds to step S6, and gate signals V1, V2 are output to the ground-
一方、ステップS5の実行後は、ステップS7に移行し、電源側のFET17,19に対してゲート信号V3,V4を出力する。尚、ゲート信号V3,V4については、昇圧回路などを用いて、制御用電源VCCを超えるハイレベルを印加する。この場合も、正相側のゲート信号V3をハイレベルにしてから25μs後に、逆相側のゲート信号V4をハイレベルにする。尚、ステップS6,S7の処理は、図4ではタイマ部25,出力部26に対応するものである。タイマ部25は、演算回路9に与えられる「クロック」によって計時動作を行なう。以上のように処理する結果、図2に示す形態で駆動信号が出力される。
On the other hand, after execution of step S5, the process proceeds to step S7, and gate signals V3 and V4 are output to the
以上のように本実施例によれば、2つのモータ2A,2Bを駆動する際に使用するPWM信号の標準デューティ比を50%に設定し(m=2)、駆動指令のレベルが標準デューティ比に相当する場合は、モータ2A,2Bに対して、標準デューティ比のPWM信号を各モータ2A,2Bの通電期間が重複しない位相(逆相関係)によって出力する。また、駆動指令のレベルが標準未満レベルの場合は連続的なOFF期間と標準PWM信号とを、標準超レベルの場合は連続的なON期間と標準PWM信号とを、駆動指令のレベルに応じた比で切り替えて出力する。具体的には、標準未満レベルの場合は(1)式によって期間t1,t2の比を設定し、標準超レベルの場合は(2)式によって期間t1,t3の比を設定するようにした。従って、バッテリ1における電流リップルの発生を抑制しつつ、モータ2の印加電圧範囲をより拡げてPWM制御を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the standard duty ratio of the PWM signal used when driving the two
そして、標準デューティ比を、100%をモータ2の数で等分した50%に設定するので、標準PWM信号の出力期間に、各モータ2A,2Bの通電期間が均一に配置されるようになり、電流リップルの発生を抑制しながら、当該期間におけるモータ2A,2Bの出力を最大にすることができる。
尚、駆動指令のレベルが標準未満レベルの場合,または標準超レベルの場合には、標準レベルの場合に比較して、モータ2の回転駆動に伴う振動や騒音が若干増加することも想定される。しかしながら、車両に配置される冷却ファンを駆動する場合などにはモータの駆動音がそれ程問題にならないため、実用上支障を来たすことは無い。
Since the standard duty ratio is set to 50%, which is 100% divided by the number of
It should be noted that when the drive command level is less than the standard level, or when the drive command level is higher than the standard level, the vibration and noise associated with the rotational drive of the
(第2実施例)
図6及び図7は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例は、駆動対象とするモータ2の数を「3」に拡張した場合を示す。即ち、第2実施例の負荷駆動装置31では、3台目のモータ2Cを加えたことに伴い、NチャネルMOSFET3C,ダイオード4C,駆動回路10Cが配置されている。
(Second embodiment)
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Hereinafter, different parts will be described. The second embodiment shows a case where the number of
そして、演算回路9に替わる演算回路(制御手段)32は、図7に示す形態で各モータ2A,2B,2Cに駆動信号を出力する。この場合、標準デューティ比は、100%を負荷数「3」で除した33.3%として、演算回路32は、指令電圧V(IN)と電圧V(B)/3とを比較する。
V(IN)=V(B)/3の場合は、標準PWM信号を出力するが、各モータ2A,2B,2Cに与える標準PWM信号の位相差は120度ずつとして、PWM信号によるON期間が互いに重複しないようにする。この時、電源電圧V(B)=12Vに対して、各モータ2A,2B,2Cの印加電圧は、夫々4Vとなる。
An arithmetic circuit (control means) 32 instead of the
When V (IN) = V (B) / 3, a standard PWM signal is output, but the phase difference of the standard PWM signal given to each
また、V(IN)<V(B)/3(標準未満レベル)の場合は、第1実施例と同様に、標準PWM信号と連続OFF期間との組み合わせを出力するが、夫々の出力期間t1,t2は、制御周期と(5)式とに基づいて定める。
V(IN)=t1/(t1+t2)×V(B)/3 …(5)
また、V(IN)>V(B)/3(標準超レベル)の場合は、やはり標準PWM信号と連続ON期間との組み合わせを出力するが、夫々の出力期間をt1,t3は、制御周期と(6)式とに基づいて定める。
V(IN)=(t1/3+t3)/(t1+t3)×V(B) …(6)
以上のように第2実施例によれば、同時に駆動するモータ2の数が「3」の場合でも、請求項1と同様の効果を得ることができる。
When V (IN) <V (B) / 3 (substandard level), a combination of a standard PWM signal and a continuous OFF period is output as in the first embodiment, but each output period t1 , T2 is determined based on the control cycle and the equation (5).
V (IN) = t1 / (t1 + t2) × V (B) / 3 (5)
When V (IN)> V (B) / 3 (standard super level), the combination of the standard PWM signal and the continuous ON period is also output. The output periods t1 and t3 are control cycles. And (6).
V (IN) = (t1 / 3 + t3) / (t1 + t3) × V (B) (6)
As described above, according to the second embodiment, even when the number of the
(第3実施例)
図8は本発明の第3実施例を示すものであり、第1実施例の構成について、標準デューティ比を、第2実施例と同様の33.3%とした場合の駆動信号形態を示す。この時、V(IN)=V(B)/3の場合に、各モータ2A,2Bに与える標準PWM信号の位相差は、120度とする。従って、PWM周期の1/3の期間は、モータ2A,2Bの双方に通電が行われなくなる。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, and shows a drive signal form when the standard duty ratio of the configuration of the first embodiment is 33.3% which is the same as that of the second embodiment. At this time, when V (IN) = V (B) / 3, the phase difference between the standard PWM signals given to the
そして、V(IN)<V(B)/3(標準未満レベル)の場合と、V(IN)>V(B)/3(標準超レベル)の場合も、第2実施例と同様の信号形態を、2つのモータ2A,2Bに応じて出力する。
以上のように第3実施例によれば、モータ2の数が「2」の場合に、標準PWM信号のデューティ比を33.3%に設定しても、請求項1と略同様の効果を得ることができる。
In the case of V (IN) <V (B) / 3 (substandard level) and V (IN)> V (B) / 3 (superstandard level), the same signal as in the second embodiment is used. The form is output according to the two
As described above, according to the third embodiment, when the number of the
(第4実施例)
図9は本発明の第4実施例を示すものである。第4実施例では、例えば、図5のステップS3〜S5において各出力期間t1,t2,t3を演算して決定すると、各ケースに応じて図2のような形態の駆動信号を直ちに出力するのではなく、標準PWM信号の出力パルス数を、図9に示すように徐々に増加させるスタートアップ制御を行う。
例えば、V(IN)=V(B)/4の場合、期間t1は10msとなり、その間におけるPWM信号の出力パルス数は「200」となる。この時、各制御周期における期間t1内に出力するパルス数を、例えば1,3,5,7,9,…と増加させたり、2,4,8,16,32,…と増加させて、所定時間の経過後に「200」に到達させるようにする。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, for example, when the output periods t1, t2, and t3 are calculated and determined in steps S3 to S5 in FIG. 5, a drive signal having a form as shown in FIG. 2 is immediately output according to each case. Instead, start-up control is performed to gradually increase the number of output pulses of the standard PWM signal as shown in FIG.
For example, when V (IN) = V (B) / 4, the period t1 is 10 ms, and the number of output pulses of the PWM signal during that period is “200”. At this time, the number of pulses output in the period t1 in each control cycle is increased to 1, 3, 5, 7, 9,..., Or increased to 2, 4, 8, 16, 32,. “200” is reached after a lapse of a predetermined time.
また、V(IN)=V(B)/2の場合も、例えば制御周期を20msで区切ることで、その周期内に出力するパルス数を、上記と同様にして「400」に達するまで漸増させる。更に、V(IN)=V(B)3/4の場合は、上記V(IN)=V(B)/2の場合のパターンを経由した後、連続ON期間を次第に長くすれば良い。
このようにスタートアップ制御を行うことで、モータ2を起動する場合の印加電圧を徐々に増加させることができる。
Also in the case of V (IN) = V (B) / 2, for example, by dividing the control cycle by 20 ms, the number of pulses output within that cycle is gradually increased until reaching “400” in the same manner as described above. . Further, in the case of V (IN) = V (B) 3/4, after passing through the pattern in the case of V (IN) = V (B) / 2, the continuous ON period may be gradually lengthened.
By performing the start-up control in this way, the applied voltage when starting the
以上のように第4実施例によれば、駆動指令に応じてモータ2に対する信号出力パターンを決定すると、標準PWM信号の出力期間を、「0」から決定した期間まで徐々に長くするようにスタートアップ制御を行うようにしたので、通電電流を徐々に増加させて突入電流を緩和することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, when the signal output pattern for the
(第5実施例)
図10は本発明の第5実施例を示すものである。第5実施例では、図5のステップS3〜S5において各出力期間t1,t2,t3を演算して決定すると、指令電圧V(IN)が標準未満レベルの場合、又は標準超レベルの場合の制御周期(t1+t2),(t1+t3)を、図10に示すようにランダムに変化させる。但し、所定期間内の平均を採ると、制御周期が一定値(例えば、20ms)となるように制限を加える。
(5th Example)
FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, when the output periods t1, t2, and t3 are calculated and determined in steps S3 to S5 in FIG. 5, control when the command voltage V (IN) is at a level less than the standard or at a level higher than the standard. The periods (t1 + t2) and (t1 + t3) are randomly changed as shown in FIG. However, if an average within a predetermined period is taken, a restriction is imposed so that the control cycle becomes a constant value (for example, 20 ms).
以上のように第5実施例によれば、連続的なOFF期間と標準PWM信号の出力期間との和で決まる信号出力周期,又は連続的なON通電期間と標準PWM信号の出力期間との和で決まる信号出力周期をランダムに変動させて、それらの所定期間内での平均が駆動指令に応じた出力レベルとなるように制御するので、出力パターンの周期性を極力低下させて振動や騒音の発生を抑制することができる。 As described above, according to the fifth embodiment, the signal output cycle determined by the sum of the continuous OFF period and the output period of the standard PWM signal, or the sum of the continuous ON energization period and the output period of the standard PWM signal. The signal output cycle determined by is controlled randomly so that the average over the predetermined period becomes the output level according to the drive command, so the periodicity of the output pattern is reduced as much as possible to reduce vibration and noise. Occurrence can be suppressed.
(第6実施例)
図11は、本発明の第6実施例を示すものである。第6実施例では、標準PWM信号を、図11に示すように台形波状に成形して出力させると共に、信号(B)の立下り開始タイミングと、信号(A)の立上がり終了タイミングとが一致するような位相関係を持たせることで、一方のターンオン期間と他方のターンオフ期間とが重複しないようにする。尚、斯様な技術の詳細については、例えば、特開2004−72592号公報などに開示されている。
(Sixth embodiment)
FIG. 11 shows a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the standard PWM signal is shaped and output in a trapezoidal waveform as shown in FIG. 11, and the falling start timing of the signal (B) coincides with the rising end timing of the signal (A). By providing such a phase relationship, one turn-on period and the other turn-off period are prevented from overlapping. Details of such a technique are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-72592.
即ち、PWM信号を台形波状にすると信号波形の立上り,立下りが緩やかになるため、ノイズの発生を抑制することができる。それに加えて、立上り期間と立下がり期間とが重複しない位相で標準PWM信号を出力すれば、通電電流が変化する期間の重複も回避できる。
以上のように第6実施例によれば、標準PWM信号を台形波状として、波形の立上り期間(ターンオン期間)と立下がり期間(ターンオフ期間)とが重複しない位相で出力するので、ノイズの発生を抑制すると共に、台形波状のPWM信号を採用した場合のリップルの発生を抑制することができる。
In other words, when the PWM signal is trapezoidal, the rise and fall of the signal waveform becomes gradual, so that the generation of noise can be suppressed. In addition, if the standard PWM signal is output in a phase in which the rising period and the falling period do not overlap, overlapping of periods in which the energization currents can be avoided.
As described above, according to the sixth embodiment, the standard PWM signal is trapezoidal and is output in a phase in which the rising period (turn-on period) and falling period (turn-off period) of the waveform do not overlap. It is possible to suppress the generation of ripples when a trapezoidal PWM signal is used.
(第7実施例)
図12は、本発明の第7実施例を示すものである。第7実施例では、例えば第1実施例のように、V(IN)<V(B)/2(標準未満レベル)の場合に、標準PWM信号,連続OFF期間夫々の出力期間t1,t2について、両者の時間比を、一定に定められる制御周期(t1+t2)と(1)式とに基づいて定める。そして、標準PWM信号と連続OFF期間とを、制御周期(t1+t2)内で両者の時間比を満たした上で、所定のパターンで交互に繰り返すように設定する。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 shows a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, for example, as in the first embodiment, when V (IN) <V (B) / 2 (substandard level), the output period t1 and t2 of the standard PWM signal and the continuous OFF period, respectively. The time ratio between the two is determined based on a constant control cycle (t1 + t2) and equation (1). Then, the standard PWM signal and the continuous OFF period are set so as to be alternately repeated in a predetermined pattern after satisfying the time ratio between them in the control cycle (t1 + t2).
また、V(IN)>V(B)/2(標準超レベル)の場合も同様に、標準PWM信号,連続ON期間夫々の出力期間をt1,t3について、両者の時間比を、一定に定められる制御周期(t1+t3)と(2)式とに基づいて定めると、標準PWM信号と連続ON期間とを、制御周期(t1+t3)内で両者の時間比を満たした上で、所定のパターンで交互に繰り返すように設定する。 Similarly, when V (IN)> V (B) / 2 (standard super level), the time ratio between the standard PWM signal and the continuous ON period is set to be constant for t1 and t3. If determined based on the control cycle (t1 + t3) and the equation (2), the standard PWM signal and the continuous ON period are alternated in a predetermined pattern while satisfying the time ratio between the two in the control cycle (t1 + t3). Set to repeat.
図12に示すケースでは、標準PWM信号を2パルス分出力した後に、連続OFF期間又は連続ON期間を配置するパターンを繰り返している。例えばV(IN)<V(B)/2の場合、標準PWM信号を2パルス分出力する期間をΔt1,連続OFF期間の分割期間をΔt2とすると、制御周期(t1+t2)内におけるΔt1の総和がt1に、Δt2の総和がt2となっている。
同様に、V(IN)>V(B)/2の場合も、標準PWM信号を2パルス分出力する期間をΔt1,連続ON期間の分割期間をΔt3とすると、制御周期(t1+t3)内におけるΔt1の総和がt1に、Δt3の総和がt3となる。
In the case shown in FIG. 12, after outputting two pulses of the standard PWM signal, a pattern in which a continuous OFF period or a continuous ON period is arranged is repeated. For example, in the case of V (IN) <V (B) / 2, if the period for outputting two pulses of the standard PWM signal is Δt1, and the divided period of the continuous OFF period is Δt2, the total sum of Δt1 in the control cycle (t1 + t2) is At t1, the total sum of Δt2 is t2.
Similarly, in the case of V (IN)> V (B) / 2, Δt1 in the control cycle (t1 + t3) is assumed if the period for outputting two pulses of the standard PWM signal is Δt1, and the divided period of the continuous ON period is Δt3. Is t1, and Δt3 is t3.
尚、この処理は、第1実施例の図5のフローチャートに沿って説明すると、例えばV(IN)<V(B)/2の場合、ステップS3においてt1,t2の時間比を決定した後に、Δt1,Δt2の配置パターン、すなわちゲート信号V1をハイレベルにするパターンを決定することで実行する。同様に、V(IN)>V(B)/2の場合は、ステップS5でt1,t3の時間比を決定した後に、Δt1,Δt3の配置パターン(ゲート信号V3をハイレベルにするパターン)を決定すれば良い。 This process will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 of the first embodiment. For example, when V (IN) <V (B) / 2, after determining the time ratio between t1 and t2 in step S3, This is executed by determining an arrangement pattern of Δt1 and Δt2, that is, a pattern for setting the gate signal V1 to the high level. Similarly, when V (IN)> V (B) / 2, after determining the time ratio between t1 and t3 in step S5, the arrangement pattern of Δt1 and Δt3 (pattern for setting the gate signal V3 to the high level) is obtained. Just decide.
以上のように第7実施例によれば、駆動指令のレベルが標準未満レベルの場合は、期間t1,t2の比に応じて制御周期内で標準PWM信号の出力期間と連続OFF期間とを所定のパターンで交互に繰り返し、駆動指令のレベルが標準超レベルの場合は、期間t1,t3の比に応じて、制御周期内で標準PWM信号の出力期間と連続ON期間とを所定のパターンで交互に繰り返すようにした。斯様に構成した場合も、第1実施例と同様の効果が得られる。 As described above, according to the seventh embodiment, when the level of the drive command is less than the standard level, the output period of the standard PWM signal and the continuous OFF period are predetermined within the control cycle according to the ratio of the periods t1 and t2. When the drive command level is a standard super level, the output period of the standard PWM signal and the continuous ON period are alternately changed in a predetermined pattern within the control period according to the ratio of the periods t1 and t3. To repeat. Even when configured in this manner, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
(第8実施例)
図13は、本発明の第8実施例を示すものである。第8実施例では、第7実施例のように、V(IN)<V(B)/2(標準未満レベル)の場合に、出力期間t1,t2について両者の時間比を定めると、標準PWM信号と連続OFF期間とを、制御周期(t1+t2)内で両者の時間比を満たした上でランダムに分散させる。V(IN)>V(B)/2(標準超レベル)の場合も同様に、出力期間をt1,t3について両者の時間比を定めると、標準PWM信号と連続ON期間とを、制御周期(t1+t3)内で両者の時間比を満たした上でランダムに分散させる。
(Eighth embodiment)
FIG. 13 shows an eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, as in the seventh embodiment, when V (IN) <V (B) / 2 (substandard level), the time ratio between the two is determined for the output periods t1 and t2. The signal and the continuous OFF period are randomly distributed while satisfying the time ratio between them in the control cycle (t1 + t2). Similarly, in the case of V (IN)> V (B) / 2 (standard super level), when the time ratio between the output periods t1 and t3 is determined, the standard PWM signal and the continuous ON period are set to the control period ( Within t1 + t3), the time ratio between the two is satisfied, and the particles are randomly dispersed.
図13に示すように、例えばV(IN)<V(B)/2の場合、標準PWM信号のパルスを出力する各期間をt1a,t1b,t1c,t1d,連続OFF期間の分割期間をt2a,t2b,t2c,t2dとすると、制御周期(t1+t2)内における期間t1a〜t1dの総和がt1に、t2a〜t2dの総和がt2となっている。同様に、V(IN)>V(B)/2の場合も、標準PWM信号のパルスを出力する各期間をt1a,t1b,t1c,t1d,連続ON期間の分割期間をt3a,t3b,t3c,t3dとすると、制御周期(t1+t3)内における期間t1a〜t1dの総和がt1に、t3a〜t3dの総和がt3となっている。 As shown in FIG. 13, for example, in the case of V (IN) <V (B) / 2, the periods for outputting the pulse of the standard PWM signal are t1a, t1b, t1c, t1d, and the divided periods of the continuous OFF period are t2a, Assuming t2b, t2c, and t2d, the sum of periods t1a to t1d in the control cycle (t1 + t2) is t1, and the sum of t2a to t2d is t2. Similarly, in the case of V (IN)> V (B) / 2, the periods for outputting the pulse of the standard PWM signal are t1a, t1b, t1c, t1d, and the divided periods of the continuous ON period are t3a, t3b, t3c, Assuming t3d, the sum of the periods t1a to t1d in the control cycle (t1 + t3) is t1, and the sum of t3a to t3d is t3.
尚、この処理も、第7実施例と同様に図5のフローチャートでは、V(IN)<V(B)/2の場合、ステップS3の後にt1a〜t1d,t2a〜t2dのどちらか一群の各時間と配置パターンを決定した後、他方の一群の各時間と配置パターンを決定することで行う。同様に、V(IN)>V(B)/2の場合は、ステップS5でt1,t3の時間比を決定した後に、t1a〜t1d,t3a〜t3dの各時間と配置パターンを決定する。但しこの場合、「ランダム」と言っても数値の選択に条件が付されるため、実質的には疑似「ランダム」的に決定することになる。 In the flowchart of FIG. 5 as well as in the seventh embodiment, this processing is performed in the case where V (IN) <V (B) / 2, and after step S3, any one of t1a to t1d and t2a to t2d After determining the time and the arrangement pattern, it is performed by determining each time and the arrangement pattern of the other group. Similarly, when V (IN)> V (B) / 2, after determining the time ratio between t1 and t3 in step S5, the respective times and arrangement patterns of t1a to t1d and t3a to t3d are determined. However, in this case, even if “random” is said, a condition is added to the selection of a numerical value, so that it is substantially determined in a pseudo “random” manner.
以上のように第8実施例によれば、駆動指令のレベルが標準未満レベルの場合は、期間t1,t2の比に応じて、制御周期内で標準PWM信号の出力期間と連続OFF期間とをランダムに分散させ.駆動指令のレベルが標準超レベルの場合は、期間t1,t3の比に応じて、制御周期内で標準PWM信号の出力期間と連続ON期間とをランダムに分散させるようにした。したがって、標準PWM信号の出力期間と、連続OFF期間又は連続ON期間との出力状態について現れる周期性を緩和することができ、ノイズの発生レベルを抑制することができる。 As described above, according to the eighth embodiment, when the drive command level is less than the standard level, the output period of the standard PWM signal and the continuous OFF period are set within the control cycle according to the ratio of the periods t1 and t2. Disperse randomly. When the level of the drive command is a standard super level, the output period of the standard PWM signal and the continuous ON period are randomly distributed within the control cycle according to the ratio of the periods t1 and t3. Therefore, the periodicity appearing in the output state between the output period of the standard PWM signal and the continuous OFF period or the continuous ON period can be relaxed, and the noise generation level can be suppressed.
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
負荷数は、「4」以上であっても良い。
ロウサイド駆動に限ることなく、ハイサイド駆動を行っても良い。
スイッチング素子は、MOSFETに限ることなく、パワートランジスタやIGBTを使用しても良い。
負荷は、モータ2に限ることなく、ソレノイドやランプ,ヒータなどの抵抗体であっても良い。
PWM制御のキャリア周波数は、20kHzに限ることなく適宜変更して実施すれば良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The number of loads may be “4” or more.
The high side drive may be performed without being limited to the low side drive.
The switching element is not limited to a MOSFET, and a power transistor or IGBT may be used.
The load is not limited to the
The carrier frequency of PWM control is not limited to 20 kHz and may be changed as appropriate.
第7実施例の出力パターンはあくまでも一例であり、適宜パターンを変更して実施すれば良い。
第7,第8実施例の構成を、第2実施例の構成に適用しても良い。
車両用の冷却ファンを駆動する装置に適用するものに限らず、PWM信号を使用して複数の負荷を駆動するものであれば広く適用することができる。
The output pattern of the seventh embodiment is merely an example, and the pattern may be changed as appropriate.
The configurations of the seventh and eighth embodiments may be applied to the configuration of the second embodiment.
The present invention is not limited to a device that drives a vehicle cooling fan, and can be widely applied as long as it uses a PWM signal to drive a plurality of loads.
図面中、1はバッテリ(電源)、2はモータ(負荷)、3はMOSFET(スイッチング素子)、9は演算回路(制御手段)、30,31は負荷駆動装置、32は演算回路(制御手段)を示す。 In the drawings, 1 is a battery (power source), 2 is a motor (load), 3 is a MOSFET (switching element), 9 is an arithmetic circuit (control means), 30 and 31 are load driving devices, and 32 is an arithmetic circuit (control means). Indicates.
Claims (14)
前記複数の負荷を駆動する際に使用するPWM信号の標準デューティ比を、前記負荷の数をnとすると、(100/n)%に設定し、
前記複数の負荷のうち1の負荷に印加される標準デューティ比のPWM信号(以下、標準PWM信号)は、前記複数の負荷のうち他の負荷へ印加される標準PWM信号の通電期間と重複しない位相で出力されるものであって、
前記負荷の駆動指令の電圧レベルが、
前記標準デューティ比に相当する場合は、前記複数の負荷に対して前記標準PWM信号が各々出力され、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される標準PWM信号が前記他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、
前記標準デューティ比未満(標準未満レベル)に相当する場合は、連続的な非通電期間と前記標準PWM信号とを、前記駆動指令の電圧レベルに応じた比で切り替えて出力し、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される標準PWM信号が前記他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される連続的な非通電期間が前記他の負荷に出力される連続的な非通電期間よりずれており、
前記標準デューティ比を超えるもの(標準超レベル)に相当する場合は、連続的な通電期間と前記標準PWM信号とを、前記駆動指令の電圧レベルに応じた比で切り替えて出力し、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される標準PWM信号が前記他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち上がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち下がるように、前記1の負荷に出力される連続的な通電期間が前記他の負荷に出力される連続的な通電期間よりもずれるように出力する制御手段を備えたことを特徴とする負荷駆動装置。 In a load driving device that independently drives a plurality of loads connected to a power source by a PWM (Pulse Width Modulation) control method,
The standard duty ratio of the PWM signal used when driving the plurality of loads is set to (100 / n)% , where n is the number of loads,
A PWM signal having a standard duty ratio applied to one load among the plurality of loads (hereinafter referred to as a standard PWM signal) does not overlap with an energization period of a standard PWM signal applied to another load among the plurality of loads. Output in phase,
The voltage level of the load drive command is
When it corresponds to the standard duty ratio, the standard PWM signal is output to each of the plurality of loads, and when the standard PWM signal output to the one load falls from the energization period, The standard PWM signal output to the one load is shifted from the standard PWM signal output to the other load so that the standard PWM signal applied to the other load rises.
When it corresponds to less than the standard duty ratio (substandard level), a continuous non-energization period and the standard PWM signal are switched and output at a ratio according to the voltage level of the drive command, and the 1 When the standard PWM signal output to the other load falls from the energization period, the standard PWM signal output to the first load is the other so that the standard PWM signal applied to the other load rises. The standard PWM signal that is deviated from the standard PWM signal output to the other load and applied to the other load when the standard PWM signal output to the first load falls from the energization period. So that the continuous non-energization period output to the one load is shifted from the continuous non-energization period output to the other load,
If it corresponds to a value exceeding the standard duty ratio (standard super level), a continuous energization period and the standard PWM signal are switched and output at a ratio according to the voltage level of the drive command , and When the standard PWM signal output to one load falls from the energization period, the standard PWM signal output to the first load is such that the standard PWM signal applied to the other load rises. A standard PWM signal that is deviated from a standard PWM signal output to another load and that is applied to the other load when the standard PWM signal output to the first load rises from the energization period. Japanese that is so falls, with a control means for continuous conduction period which is output to a load of the 1 outputs so as to shift than continuous conduction period to be output to the other load A load driving device.
前記標準デューティ比を、(100/m)%に設定した場合(m=n)、
前記電源電圧をV(B),前記駆動指令の出力レベルをV(IN),前記標準PWM信号の出力期間をt1,前記連続的な非通電期間をt2,前記連続的な通電期間をt3とすると、
前記負荷の駆動指令の出力レベルが前記標準未満レベルの場合は、
V(IN)=t1/(t1+t2)×V(B)/m
となるように期間t1,t2の比を設定し、
前記負荷の駆動指令の出力レベルが前記標準超レベルの場合は、
V(IN)=(t1/m+t3)/(t1+t3)×V(B)
となるように期間t1,t3の比を設定することを特徴とする請求項1記載の負荷駆動装置。 The control means includes
When the standard duty ratio is set to (100 / m)% (m = n),
The power supply voltage is V (B), the output level of the drive command is V (IN), the output period of the standard PWM signal is t1, the continuous non-energization period is t2, and the continuous energization period is t3. Then
When the output level of the load drive command is less than the standard level,
V (IN) = t1 / (t1 + t2) × V (B) / m
The ratio of the periods t1, t2 is set so that
When the output level of the load drive command is the standard super level,
V (IN) = (t1 / m + t3) / (t1 + t3) × V (B)
The load driving device according to claim 1, wherein the ratio between the periods t1 and t3 is set so that
前記複数の負荷を駆動する際に使用するPWM信号の標準デューティ比を、前記負荷の数をnとすると、(100/n)%に設定し、The standard duty ratio of the PWM signal used when driving the plurality of loads is set to (100 / n)%, where n is the number of loads,
前記複数の負荷のうち1の負荷に印加される標準デューティ比のPWM信号(以下、標準PWM信号)は、前記複数の負荷のうち他の負荷へ印加される標準PWM信号の通電期間と重複しない位相で出力されるものであって、A PWM signal having a standard duty ratio applied to one load among the plurality of loads (hereinafter referred to as a standard PWM signal) does not overlap with an energization period of a standard PWM signal applied to another load among the plurality of loads. Output in phase,
前記負荷の駆動指令の電圧レベルが、The voltage level of the load drive command is
前記標準デューティ比に相当する場合は、前記複数の負荷に対して、前記標準PWM信号が各々出力され、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される標準PWM信号が前記他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、When it corresponds to the standard duty ratio, the standard PWM signal is output to each of the plurality of loads, and when the standard PWM signal output to the one load falls from the energization period, The standard PWM signal output to the one load is shifted from the standard PWM signal output to the other load so that the standard PWM signal applied to the other load rises.
前記標準デューティ比未満(標準未満レベル)に相当する場合は、連続的な非通電期間と前記標準PWM信号とを、前記駆動指令の電圧レベルに応じた比で切り替えて出力し、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される標準PWM信号が前記他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される連続的な非通電期間が前記他の負荷に出力される連続的な非通電期間よりずれており、When it corresponds to less than the standard duty ratio (substandard level), a continuous non-energization period and the standard PWM signal are switched and output at a ratio according to the voltage level of the drive command, and the 1 When the standard PWM signal output to the other load falls from the energization period, the standard PWM signal output to the first load is the other so that the standard PWM signal applied to the other load rises. The standard PWM signal that is deviated from the standard PWM signal output to the other load and applied to the other load when the standard PWM signal output to the first load falls from the energization period. So that the continuous non-energization period output to the one load is shifted from the continuous non-energization period output to the other load,
前記標準デューティ比を超えるもの(標準超レベル)に相当する場合は、連続的な通電期間と前記標準PWM信号とを、前記駆動指令の電圧レベルに応じた比で切り替えて出力し、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち下がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち上がるように、前記1の負荷に出力される標準PWM信号が前記他の負荷に出力される標準PWM信号よりもずれており、かつ、前記1の負荷に出力される標準PWM信号の前記通電期間からの立ち上がりの際に、前記他の負荷に印加する標準PWM信号が立ち下がるように、前記1の負荷に出力される連続的な通電期間が前記他の負荷に出力される連続的な通電期間よりもずれるように出力することを特徴とする負荷駆動方法。If it corresponds to a value exceeding the standard duty ratio (standard super level), a continuous energization period and the standard PWM signal are switched and output at a ratio according to the voltage level of the drive command, and When the standard PWM signal output to one load falls from the energization period, the standard PWM signal output to the first load is such that the standard PWM signal applied to the other load rises. A standard PWM signal that is deviated from a standard PWM signal output to another load and that is applied to the other load when the standard PWM signal output to the first load rises from the energization period. So that the continuous energization period output to the one load deviates from the continuous energization period output to the other load. Law.
前記電源電圧をV(B),前記駆動指令の出力レベルをV(IN),前記標準PWM信号の出力期間をt1,前記連続的な非通電期間をt2,前記連続的な通電期間をt3とすると、The power supply voltage is V (B), the output level of the drive command is V (IN), the output period of the standard PWM signal is t1, the continuous non-energization period is t2, and the continuous energization period is t3. Then
前記負荷の駆動指令の出力レベルが前記標準未満レベルの場合は、When the output level of the load drive command is less than the standard level,
V(IN)=t1/(t1+t2)×V(B)/mV (IN) = t1 / (t1 + t2) × V (B) / m
となるように期間t1,t2の比を設定し、The ratio of the periods t1, t2 is set so that
前記負荷の駆動指令の出力レベルが前記標準超レベルの場合は、When the output level of the load drive command is the standard super level,
V(IN)=(t1/m+t3)/(t1+t3)×V(B)V (IN) = (t1 / m + t3) / (t1 + t3) × V (B)
となるように期間t1,t3の比を設定することを特徴とする請求項8記載の負荷駆動方法。The load driving method according to claim 8, wherein a ratio between the periods t1 and t3 is set so as to satisfy
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007226171A JP4325713B2 (en) | 2007-03-07 | 2007-08-31 | Load driving device and load driving method |
DE102007055837A DE102007055837B4 (en) | 2007-03-07 | 2007-12-17 | Last-driving |
US12/000,798 US7714523B2 (en) | 2007-03-07 | 2007-12-18 | Load driving method |
US12/656,652 US7825622B2 (en) | 2007-03-07 | 2010-02-12 | Load driving method and device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007057168 | 2007-03-07 | ||
JP2007226171A JP4325713B2 (en) | 2007-03-07 | 2007-08-31 | Load driving device and load driving method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008253122A JP2008253122A (en) | 2008-10-16 |
JP4325713B2 true JP4325713B2 (en) | 2009-09-02 |
Family
ID=39977412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007226171A Expired - Fee Related JP4325713B2 (en) | 2007-03-07 | 2007-08-31 | Load driving device and load driving method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4325713B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11152782B2 (en) | 2015-09-30 | 2021-10-19 | Aisin Aw Co., Ltd. | Drive device |
KR101889170B1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-08-16 | 주식회사 에스앤에이 | Driving apparatus for vibration brushless dc motor and driving method therefor |
JP7199244B2 (en) * | 2019-02-08 | 2023-01-05 | ミネベアミツミ株式会社 | MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE AND MOTOR DRIVE CONTROL METHOD |
-
2007
- 2007-08-31 JP JP2007226171A patent/JP4325713B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008253122A (en) | 2008-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4834074B2 (en) | Motor drive circuit, motor unit, and electronic equipment using the same | |
US7729146B2 (en) | Power converter control and power conversion method | |
EP2246971B1 (en) | Motor load control device | |
JP2004274975A (en) | Pwm driving device | |
CN101442284B (en) | Motor drive circuit, fan motor, electronic device, and notebook personal computer | |
KR101253232B1 (en) | Device For Preheating Compressor And Method Thereof | |
JP2007013916A (en) | Signal generator | |
JP6089978B2 (en) | PAM drive device for switched reluctance motor | |
JP3864308B2 (en) | PWM inverter control method | |
JP5909622B2 (en) | Motor drive device | |
US7825622B2 (en) | Load driving method and device | |
JP5333098B2 (en) | Dead time generation circuit and motor control device | |
JP4325713B2 (en) | Load driving device and load driving method | |
JP2009077537A (en) | Parallel-connected type dc-dc converter circuit | |
US20050218849A1 (en) | Method and apparatus for driving a brushless direct current motor | |
JP3969246B2 (en) | Driving device for cooling fan motor for vehicle | |
JP3906760B2 (en) | Inductive load drive | |
JP2022103447A (en) | Control device, control system, and control method | |
JP2006141192A (en) | Inductive load drive device and inductive load drive method | |
JP6576371B2 (en) | Motor drive control device | |
JP4511219B2 (en) | Motor drive circuit | |
JP2016158443A (en) | Motor control device | |
US6327424B1 (en) | Method of and circuit for operating a motor using power transistors | |
JP2019103271A (en) | Motor control device | |
JP4825866B2 (en) | Single phase motor drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080709 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090113 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090316 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090316 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090422 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090519 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090601 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120619 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4325713 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120619 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130619 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140619 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |